ใบความรู้เรื่อง พลังงาน ประกอบด้วย 1. พลังงานจลน์ 2. พลังงานศักย์

1. jirupi@kku.ac.th
เรื่อง พลังงาน (Energy)
ในบทนี้เรามาทาความรู้จักกับคาว่าพลังงานงานกัน ว่าพลังงานที่เรารู้จักมาจากไหน และเรา
สามารถจัดเก็บพลังงานนั้นได้หรือไม่อย่างไร ซึ่งเราจะเห็นพลังงานเหล่านั้นมากมาย ไม่ว่าจะ
เป็นการใช้หรือการผลิต ทั้งที่เราสามารถจับต้องได้และไม่สามารถมองเห็นพลังงานได้ แต่เรา
สามารถรับรู้จากผลการกระทาของพลังงานได้ โดยส่วนหนึ่งจะเห็นจากร่างกายของเรา และ
อีกส่วนหนึ่งจากเครื่องมือ เรามาเรียนเรื่องพลังงานกับน้องเชอร์รี่ พี่องุ่น และน้องลูกกวาด
กันนะคะ เพื่อให้น้องๆเข้าใจเรื่องพลังงานกันดีขึ้น
พลังงานคืออะไร?
ได้สิคะ น้องเชอรี่กับน้องลูกกวาด
พลังงาน คือ อานาจที่แฝงอยู่ในวัตถุ พลังงานเป็นกลไกสาคัญของธรรมชาติและเครื่องจักรกลซึ่งมีอยู่ในหลายรูปแบบ และคือสิ่งที่
ทาให้สิ่งต่างๆเคลื่อนที่ได้ ถ้าไม่มีพลังงาน ก็ไม่มีอะไรเกิดขึ้น สิ่งใดก็ตามที่เคลื่อนไหว เติบโต หรือทางานในทางใดทางหนึ่ง ย่อมมี
พลังงาน พลังงานความร้อนเป็นพลังงานอย่างหนึ่งเราอาจมองไม่เห็นความร้อนเคลื่อนที่แต่ความร้อนทาให้โมเลกุลเคลื่อนที่เร็วขึ้น
พลังงานอาจถูกเก็บไว้ได้ เช่น พลังงานอยู่ในก้อนถ่านหิน ในกล่องไม้ขีดไฟ หรือในผลแอปเปิล เป็นต้น พลังงานที่ถูกเก็บไว้
สามารถนามาใช้ได้ พลังงานสามารถเปลี่ยนแปลงได้ แต่ไม่สามารถถูกทาลายได้ เพียงแต่ถูกเปลี่ยนจากรูปหนึ่งไปอีกรูปหนึ่ง
พลังงานสามารถถูกใช้ได้แต่จะใช้ให้หมดไปไม่ได้
พลังงานยังเป็นที่รู้จักในนามของสิ่งที่ทาให้เกิด งาน (work) งานในที่นี่ไม่ใช่การบ้านหรืองานบ้านนะคะ แต่งานคือ แรงที่ทาให้วัตถุ
เคลื่อนไปในทิศทางเดียวกับแรงที่กระทาต่อวัตถุนั้น พลังงานมีหน่วยวัดเป็นจูล(Joules) หรือกิโลวัตต์-ชั่วโมง นะคะน้องเชอร์รี่ น้อง
ลูกกวาด
พลังงานคืออะไร? นะ
ลูกกวาดรู้ไหมว่าพลังงานคืออะไร
ไม่รู้เหมือนกันจ้าเชอรี่ งั้นเราไปถามพี่องุ่นกันดีกว่าว่าพลังงานคืออะไร
ตกลงจ้า ไปหาพี่องุ่นกัน
พี่องุ่นคะ เราสองคนอยากทราบว่าพลังงานคืออะไรค่ะ
พี่องุ่นช่วยอธิบายให้พวกเราสองคนฟังได้ไหมคะ ?

2. jirupi@kku.ac.th
ก็แสดงว่าเมื่อเราพลักกล่องเลื่อนไปตามแรงที่เราผลัก หรือถ้าเราเก็บ
หนังสือไว้ในชั้นสูงๆเราต้องดันหนังสือขึ้นไปเก็บที่ตรงชั้นนั้น ก็แสดงว่า
เกิดจากการใช้กระบวนการใช้พลังงานใช่ไหมคะพี่องุ่น
ลูกกวาดเข้าใจแล้วคะพี่องุ่น
โอเค คะ งั้นทั้งสองคนทราบแล้วนะว่าพลังงานคืออะไร พีองุ่นก็จะอธิบายให้น้องเชอรี่กับน้องลูกกวาดเข้าใจ
เรื่องงานและพลังงานมากขึ้นนะคะ เกี่ยวกับชนิดของพลังงานและขอบเขตที่เกี่ยวข้องกับพลังงานชนิดนั้น
ซึ่งจะทาให้น้องเอรี่และน้องลูกกวาดได้มโนภาพที่ถูกต้องเกี่ยวกับพลังงานด้วยตัวของน้องเองนะคะ
พลังงานกล (Mechanical Energy) พลังงาน มี 2 ชนิดนั่น คือ พลังงานศักย์ (Potential Energy)
พลังงานจลน์(Kinetic Energy) วันนี้พี่องุ่นจะสอนเรื่องพลังงานจลน์ก่อนแล้วกันนะคะ
ตกลงคะ งั้นเราไปเรียนเรื่องพลังงงานจลน์
กันคะพี่องุ่น เราสองคนพร้อมแล้ว
พลังงงานกล หรือพลังงานทางกลศาสตร์ พลังงานกลของวัตถุมี 2 รูปและที่แตกต่างกันชัดเจน ได้แก่
พลังงานที่ขึ้นกับความเร็วของวัตถุ เรียกว่าพลังงานจลน์ (Kinetic Energy; Ek) นั่นเอง
พลังงานจลน์ คือพลังงานที่มีอยู่ในวัตถุที่กาลังเคลื่อนที่ เพราะวัตถุนั้นถูกแรงกระทา และถ้าแรงนั้นทาให้
เกิดการกระจัดตามแนวแรงก็หมายความว่า มีงานเกิดขึ้น วัตถุที่เคลื่อที่ก็สามารถทางานได้ เช่น กาที่
นักเรียนเตะลูกฟุตบอลให้ไปชนกับถังขยะ ลูกบอลทาให้ถังขยะกลิ้งล้มกระจัดกระจาย แสดงว่าลูกบอลที่
เคลื่อนที่มีพลังงานแฝงอยู่ด้วย ซึ่งพลังงานที่สะสมอยู่ในวัตถุอันเนื่องมาจากอัตราเร็วของวัตถุ วัตถุที่หยุด
นิ่งจะไม่มีพลังงานจลน์ พลังงานจลน์ไม่ชึ้นกับทิสของการเคลื่อนที่ แต่ขึ้นกับขนาดของความเร็วยกาลังสอง
หรืออัตราเร็วกาลังสองและขึ้นกับมวลของวัตถุด้วย ดังนั้น พลังงงานจลน์จึงมาค่าเท่ากับ
Ek =
1
2
𝑚𝑣2
น้องเชอรี่และน้องลูกกวาด พลังงานจลน์ที่ทาให้เกิดการเคลื่อนที่ มีอะไรบ้างคะ
พลังงานลมคะ
พลีงงานคลื่น และพลังงานน้าคะ
พลังงานเสียงคะ

3. jirupi@kku.ac.th
บททบทวนเรื่องพลังงานกับพลังงานจลน์
พลังงาน คือ สิ่งที่ไม่มีตัวตน แต่มีความสามารถทางานได้
พลังงานจลน์ (kinetic energy; Ek) คือพลังงานที่สะสมอยู่ในวัตถุอันเนื่องจาก
อัตราเร็วของวัตถุ มีขนาดเท่ากับงานต้านการเคลื่อนที่ของวัตถุจนหยุดนิ่ง
กาหนดให้วัตถุมวล m เคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็ว v ดังรูป ต้องการหาขนาดของพลังงานจลน์
(Ek)
หาความเร่งจาก v2
= u2
+ 2as
เก่งมากคะ น้องเชอรี่และน้องลูกวาดทราบได้อย่าไรคะว่าพลังงานเหล่านั้นเป็น
พลังงานจลน์
การไหลของน้าตก และการเกิดคลื่นน้า พลังงานน้าที่แรงมาก
เพียงพอสามารถหมุนกังหันน้าได้
พลังงานลมถ้ามีแรงมากสามารถหมุนกังหันลมได้คะ ส่วนพลังงานเสียง คือ ส่วนขยาย ความถี่ของ
ส่วนอัดและส่วนขยายที่เกิดขึ้นมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับความดังและลักษณะเสียงจากแหล่งกาเนิด
เสียงเมื่อเดินทางมาถึง หูมนุษย์ทาให้เยื่อแก้วหูเกิดการสั่นมีความถี่ต่างๆ กัน
เก่งมากคะ งั้นเรามาเข้าสู่บทเรียนทบทวนกันในเรื่องของพลังงานจลน์

4. jirupi@kku.ac.th
แทนค่า 0 = v2
+ 2as
a = s2
v2

เป็นลบ แสดงว่าความเร่งมีทิศตรงข้ามกับ u
หาขนาดของแรงต้าน  F = ma
แทนค่า f = ma = m s2
v2
= s2
mv2
หางานจากแรงต้าน Wf = -fs = - s2
mv2
s = -
2mv
2
1
ดังนั้นขนาดของพลังงานจลน์เท่ากับ E = | Wf | =
2mv
2
1
นั่นคือ Ek =
2mv
2
1
……..(1)
ดังนั้นขนาดของพลังงานจลน์เท่ากับ E = | Wf | =
2mv
2
1
เมื่อ m คือ มวลของวัตถุ มีหน่วยเป็น kg
v คือ อัตราเร็วของวัตถุ มีหน่วยเป็น m/s
Ek คือ พลังงานจลน์ มีหน่วยเป็น kg m2
/s2
หรือ Nm หรือ J
จากสมการ สามารถเขียนกราฟแสดงความสัมพันธ์ของ Ek และ v ได้ดังรูปกราฟ

5. jirupi@kku.ac.th
กราฟความสัมพันธ์พลังงานจลน์กับอัตราเร็ว
หมายเหตุ พลังงานจลน์ เป็นปริมาณสเกลาร์ ไม่คานึงถึงทิศทางจะขึ้นอยู่กับมวลและ
อัตราเร็วเท่านั้น
งานกับการเปลี่ยนพลังงานจลน์ของวัตถุ
ถ้าแรงลัพธ์ที่ไม่เป็นศูนย์มากระทากับวัตถุ พลังงานจลน์ของวัตถุจะเปลี่ยนไป สามารถ
พิสูจน์สมการได้ดังนี้
จากสูตร = ma
และ = u2
+ 2as
=
จะได้ =
เมื่อ Eku แทนพลังงานจลน์ของวัตถุ = (ขณะมีความเร็วต้น u)
Ekv แทนพลังงานจลน์ของวัตถุ = (ขณะมีความเร็วต้น v)
แทนพลังงานจลน์ที่เปลี่ยนไปของวัตถุ
และ แทนงานของแรงลัพธ์
แสดงว่า = หรือ =